फसलें भविष्य‑प्रूफ करना: क्या जीन संपादन खाद्य सुरक्षा को संभाल सकता है?

बेहतर कृषि की आवश्यकता

जैसे ही हमारा सभ्यता बढ़ती जनसंख्या और जलवायु अस्थिरता के संगम का सामना कर रही है, खाद्य सुरक्षा का प्रश्न फिर से उन महत्वपूर्ण मुद्दों के अग्रभाग में आ गया है जिन्हें हल करना है। इस जोखिम में कई अन्य कारक भी जोड़ रहे हैं, जिससे यह मुद्दा और भी संवेदनशील हो रहा है, जैसे जैव विविधता को लगातार नुकसान, प्रजातियों का विलुप्त होना, प्रदूषण, उपजाऊ मिट्टी का क्षरण, कृषि योग्य भूमि का शहरीकरण आदि।

परिणामस्वरूप, कृषि वैज्ञानिकों और पौध वैज्ञानिकों पर भारी दबाव बन रहा है कि वे ऐसे समाधान प्रदान करें जो एक साथ कार्बन संधारण, बढ़ी हुई खाद्य उत्पादन, और कृषि योग्य भूमि पर कम प्रभाव को संभाल सकें।

“यदि हम इसे सही नहीं करते, तो मुझे वास्तव में नहीं लगता कि कुछ भी वास्तव में, वास्तव में मायने रखता है”

U.S. Secretary of State Anthony Blinken at the Global Solutions for Food Security Event in New York in सितंबर 2023

सबसे आशाजनक उपकरणों में से एक जीन अभियांत्रिकी है, लेकिन इसका फोकस पहले के फसल जीन संपादन से अलग है। जबकि पहले का फोकस किसी भी कीमत पर उच्च उपज को बढ़ावा देने और भारी रासायनिक इनपुट के साथ था, अधिक उन्नत विधियां उच्च उत्पादन को अधिक सतत परिणामों के साथ जोड़ सकती हैं।

यह तर्क Stephen Long, University of Illinois Urbana‑Champaign के फसल विज्ञान और पौध जीवविज्ञान के प्रोफेसर, ने एक प्रकाशन¹ शीर्षक “फसलों को भविष्य‑प्रूफ करने की जरूरतें और अवसर तथा वायुमंडलीय परिवर्तन को कम करने के लिए फसल प्रणालियों का उपयोग” में विकसित किया है।

परिवर्तित ग्रह

एक निराशाजनक चित्र?

अनुकूलन पर चर्चा करने से पहले, हमें समझना होगा कि क्या बदल रहा है, और यह चित्र अत्यंत जटिल है। वैश्विक तापमान वृद्धि न केवल औसत परिस्थितियों को बदलने की उम्मीद है, जिससे कुछ क्षेत्रों की उपज बढ़ेगी और कुछ कम होगी, बल्कि अत्यधिक घटनाओं की आवृत्ति और तीव्रता को भी बढ़ाएगी।

इसमें अत्यधिक तापमान, सूखा, बाढ़, और सतही ओज़ोन स्तर शामिल हैं, जो सभी फसल उपज को नाटकीय रूप से प्रभावित कर सकते हैं, यहाँ तक कि औसत स्थितियों में समग्र परिवर्तन से भी अधिक, जिसके लिए कृषि विधियों में बदलाव पर्याप्त हो सकता है।

वायुमंडलीय CO₂ ने 2024 में 427 ppm तक पहुंचा और 2050‑2060 तक लगभग 600 ppm होने की भविष्यवाणी है। ऐसे परिदृश्य में, वैश्विक औसत तापमान 2050‑2060 तक अतिरिक्त 1.2 °C बढ़ सकता है, जिससे औद्योगिक क्रांति से पहले के तापमान से 2.7 °C तक बढ़ सकता है।

भोजन के संबंध में, दुनिया को 2050 तक 35‑56 % अधिक भोजन की आवश्यकता होगी, क्योंकि प्रति व्यक्ति उपभोग में वृद्धि, जनसंख्या में वृद्धि, और अधिक लोग शहरीकरण की ओर बढ़ने से खाद्य उत्पादन में बर्बादी बढ़ रही है।

जब इसे अत्यधिक घटनाओं और जलवायु परिवर्तन से होने वाले फसल नुकसान के साथ जोड़ा जाता है, तो यह लगभग 2050 तक वैश्विक खाद्य उत्पादन को दोगुना करने की आवश्यकता में बदल जाता है।

सभी ख़बरें बुरी नहीं हैं

हालांकि जलवायु परिवर्तन के पीछे बढ़ता CO₂ एक सकारात्मक प्रभाव डालता है: यह पौधों की वृद्धि को उत्तेजित करता है। वास्तव में, बढ़ी हुई CO₂ सांद्रता को ग्रीनहाउस में नियमित रूप से उपज बढ़ाने के लिए उपयोग किया जाता है।

“आधुनिक एलीट चावल और सोयाबीन किस्में लगभग 30 % की उपज वृद्धि दिखाती हैं जब CO₂ को 2050‑2060 के अनुमानित स्तर तक बढ़ाया जाता है।

C4 फसलें—मक्का और ज्वार—उपज वृद्धि नहीं दिखातीं, क्योंकि वे आज की पहले से ही ऊँची CO₂ स्तरों पर पहले से ही संतृप्त हैं।”

यह विशेष रूप से C3 चयापचय वाले पौधों के लिए सत्य है, जो अधिकांश गैर‑उष्णकटिबंधीय फसलों को शामिल करता है, और विश्व की कई मुख्य फसलों का बड़ा हिस्सा बनाता है (C4 पौधों की चयापचय अलग होती है, जो प्रकाश संश्लेषण से पहले पत्ती में CO₂ को केंद्रित करती है, इसलिए उनके लिए पर्यावरणीय CO₂ स्तर कम प्रासंगिक होते हैं)।

स्रोत: GforG

एक और अच्छी खबर यह है कि फसल उपज को दोगुना करना न केवल संभव है, बल्कि यह पहले से ही कुछ विशिष्ट फसलों में किया जा चुका है।

उदाहरण के लिए, कृषि निगमों द्वारा बड़े पैमाने पर अनुसंधान एवं विकास निवेश ने पहले ही मक्का की उपज को दोगुना कर दिया है, जबकि अन्य मुख्य फसलें जैसे चावल, गेहूँ, आलू, और ज्वार (अफ़्रीका और उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में महत्वपूर्ण) अभी भी पीछे हैं।

स्रोत: Royal Society Publishing

कृषि समस्याओं से निपटना

निम्न ऊँचाई ओज़ोन

ट्रोपोस्फेरिक ओज़ोन (O₃) एक द्वितीयक प्रदूषक है जो प्रदूषित वायु द्रव्यों में सूर्य के प्रकाश के प्रभाव से वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों और नाइट्रोजन ऑक्साइड्स के साथ बनता है।

आज, >100 ppb स्तर अक्सर यू.एस. मक्का बेल्ट के ग्रामीण क्षेत्रों में पाए जाते हैं, जबकि चीन और भारत के प्रमुख फसल उत्पादन क्षेत्रों में ये स्तर और भी अधिक होते हैं।

“ओज़ोन पहले ही यू.एस. में सोयाबीन के लिए 5 % और मक्का के लिए लगभग 10 % नुकसान उत्पन्न करता है, जिससे वार्षिक लगभग 9 अर्ब डॉलर का खर्च आता है। कुल मिलाकर, यह वैश्विक फसलों के 10 % तक नुकसान का कारण बन सकता है।”

पौधे की शारीरिक संरचना, विशेष रूप से स्टोमेटा (पत्तियों में हवा प्रवेश करने की जगह) में आनुवंशिक संशोधन ओज़ोन के प्रवेश और क्षति को कम कर सकता है। जैसे ही CO₂ सांद्रता बढ़ती है, कम खुले स्टोमेटा फोटोसिंथेसिस दक्षता को अत्यधिक प्रभावित नहीं करेंगे।

स्रोत: ScienceFacts

पौधे में एंटीऑक्सिडेंट उत्पादन को बढ़ाना भी ओज़ोन अणुओं द्वारा उत्पन्न ऑक्सीकरण को कम करने और समग्र तनाव प्रतिरोध को सुधारने में मदद कर सकता है।

सूखा और जल उपयोग

उच्च तापमान और अधिक अत्यधिक मौसम की अपेक्षा अधिक जल कमी से जुड़ी होगी।

2050 तक, मक्का में सूखे के कारण वैश्विक उपज नुकसान 21.3 % तक बढ़ने की भविष्यवाणी है, जबकि 1961‑2006 के औसत 12.0 % से, और गेहूँ में 9.6 % से 15.5 % तक।

सूखा‑प्रभावित क्षेत्रों का अनुपात सबसे अधिक अफ्रीका और ओशिनिया में बढ़ेगा, वर्तमान 22 % और 15 % से क्रमशः 59 % और 58 % तक सदी के अंत तक।

यहाँ भी, कम स्टोमेटा खुलना पौधों की जल आवश्यकताओं को कम कर सकता है और सूखे के दौरान तनाव को घटा सकता है।

“परिणामस्वरूप खेत में उगाए गए तंबाकू में पत्ती‑स्तर जल‑उपयोग दक्षता में 15 % सुधार और पूरे पौधे के जल उपयोग में 30 % कमी देखी गई। क्योंकि यह बहुत तेज़ी से आनुवंशिक रूप से संशोधित किया जा सकता है, तंबाकू अक्सर विभिन्न अन्य पौधों में उपयोग किए जाने वाले परिवर्तनों के परीक्षण के लिए प्रयोगशाला के रूप में उपयोग किया जाता है।”

जैव अभियांत्रिकी जैसे Bacillus subtilis कोल्ड शॉक प्रोटीन B (cspB) को पौधे में परिचय कराना सूखे के प्रति प्रतिरोध को सुधार सकता है, लेकिन अभी तक इसे व्यावसायिक रूप में लागू नहीं किया गया है।

कार्बन संधारण को बढ़ावा देना

अंततः, पौधे जल, CO₂ और सूर्य के प्रकाश को जैविक पदार्थ में बदलने वाली मशीनें हैं। फसलों के केवल 50 % बायोमास की कटाई की जाती है, जबकि बाकी तने या जड़ के रूप में मिट्टी में रह जाता है।

यदि यह जैविक पदार्थ कुछ वर्षों में विघटित होने के बजाय मिट्टी में बना रहे, तो यह शुद्ध स्थल कार्बन सिंक को 50 % तक बढ़ा देगा।

गहरी जड़ें और नो‑टिल खेती विधियां उत्तर हो सकती हैं, कई तंत्र एक साथ सक्रिय होते हैं जब मजबूत जड़ प्रणाली को आनुवंशिक रूप से या समर्पित प्रजनन कार्यक्रमों के माध्यम से विकसित किया जाता है:

• मिट्टी की गुणवत्ता और जल धारण क्षमता में सुधार।
• पौधे की सूखा प्रतिरोध में सुधार, जिससे सभी समय कार्बन अवशोषण उच्च बना रहे।

सेल वॉल संरचना को अधिक लिग्निन और लंबी कार्बन श्रृंखलाओं के साथ बदलना भी मृत जैविक पदार्थ को विघटन के प्रति अधिक प्रतिरोधी बना सकता है, जिससे कार्बन दशकों, सदीयों या उससे अधिक समय तक भूमिगत फँसा रहे।

अंत में, एक और सक्रिय दृष्टिकोण अपनाया जा सकता है, जिसका लक्ष्य औद्योगिक स्तर पर सीधे “फार्मिंग” और कार्बन को फँसाना है। वैज्ञानिकों ने उच्च‑उत्पादकता वाले C4 बहुवर्षीय घासों जैसे Miscanthus × giganteus या स्विचग्रास (Panicum virgatum) और प्रेरी कॉर्डग्रास (Spartina pectinata) की पहचान की है, जो एक वर्ष में प्रति हेक्टेयर 130 टन CO₂ तक फँसाते हैं, या कुछ किस्मों में इससे भी अधिक।

BECCS (बायोएनर्जी विद कार्बन कैप्चर एंड स्टोरेज) का उपयोग करके इस बायोमास को जलाने से बिजली उत्पन्न की जा सकती है, और उत्पन्न CO₂ को पकड़ कर गहरी भूमिगत भंडारण में स्थानांतरित किया जा सकता है।

स्रोत: Penn State University

उपयुक्त नियम बनाना

विरोधाभासों को नेविगेट करना

ऐसे संशोधित फसलों की बड़े पैमाने पर तैनाती का मुद्दा, जो जलवायु परिवर्तन के सामने उपज बढ़ा सकते हैं या यहाँ तक कि उसका शमन भी कर सकते हैं, यह है कि इसके लिए निश्चित रूप से जीएमओ फसलों का उपयोग आवश्यक होगा।

इस संदर्भ में, प्रमुख क्षेत्रों की ऐसी फसलों को अपनाने में हिचकिचाहट किसी भी बायोटेक‑चालित समाधान को जलवायु परिवर्तन और खाद्य कमी के लिए बाधित कर सकती है।

यह विशेष रूप से यूरोपीय संघ के लिए सत्य है, जो अक्सर जीएमओ फसलों पर पूर्ण प्रतिबंध लगाता है। लेकिन अन्य क्षेत्रों में भी ऑर्गेनिक लेबल से जीएमओ को पूरी तरह से बाहर किया जाता है, जबकि वे अपने कृषि के उस हिस्से को बढ़ाने के कठोर लक्ष्य रखते हैं जो ऑर्गेनिक लेबल के अंतर्गत आता है।

इसलिए वर्तमान विधायी संदर्भ में, अधिक ऑर्गेनिक खेती के साथ पर्यावरण की रक्षा करना बेहतर उपज और बढ़ी हुई कार्बन कैप्चर को खोकर पर्यावरण को नुकसान पहुँचा सकता है।

यह विषय प्रतिष्ठित वैज्ञानिक पत्रिका Cell² शीर्षक “ऑर्गेनिक उत्पादन में नई जीनोमिक तकनीकें: विज्ञान‑आधारित, प्रभावी और स्वीकार्य यूरोपीय संघ नियमन के लिए विचार” में प्रकाशित हुई थी।

CRISPR और अन्य नई जीनोमिक तकनीकें (NGTs)

एक मुख्य मुद्दा यह है कि नई जीनोमिक तकनीकें (NGTs) को उन पुराने, अधिक मोटे तरीकों से अलग किया जाए जो पहले जीएमओ बनाने के लिए उपयोग किए जाते थे।

यह अधिक नियंत्रित और सटीक जीन अभियांत्रिकी विधि CRISPR‑Cas9, साइट‑डायरेक्टेड न्यूक्लिएज़ तकनीक (SDN), ओलिगोन्यूक्लियोटाइड‑डायरेक्टेड म्यूटेजेनेसिस (ODM), और RNA‑डिपेंडेंट DNA मेथिलेशन (RdDm) को शामिल करती है।

विदेशी जीन को पौधे में डालने के विपरीत, NGT एक लक्षित उत्परिवर्तन बना सकता है जो प्राकृतिक रूप से हो सकता था या लक्ष्य फसल के साथ स्वाभाविक रूप से क्रॉस हो सकने वाले पौधे से सामग्री सम्मिलित कर सकता है।

“ऑर्गेनिक कृषि अधिक सतत खाद्य प्रणालियों की ओर परिवर्तन में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकती है,

कुशलता और लचीलापन पर अधिक ध्यान विभिन्न फसलों की विविधता को पेश करके हासिल किया जा सकता है, जिसका विकास NGTs द्वारा सुगम और तेज़ किया जा सकता है।”

इसलिए जबकि यह पूरी तरह “प्राकृतिक” नहीं है, NGTs कुछ ऐसा नहीं बनाते जो कभी स्वाभाविक रूप से नहीं हो सकता, बल्कि केवल “प्रकृति के हाथ को मार्गदर्शित” करते हैं।

इस स्थिति के समर्थक मानते हैं कि NGTs की प्रकृति को समझना आवश्यक है और विचाराधीन तकनीकों (जीएमओ बनाम NGTs) के बीच सूक्ष्म अंतर करना चाहिए।

क्या ऑर्गेनिक लेबल NGTs के साथ अनुकूल हो सकते हैं?

नियामकों और जनता दोनों ने “प्राकृतिक” NGTs को ऑर्गेनिक लेबल में शामिल करने में हिचकिचाहट दिखाई है क्योंकि यह लेबल की धारणा को मुख्यतः नुकसान पहुंचा सकता है।

इसके बजाय, लेखकों ने “ऑर्गेनिक + NGT” लेबल योजना बनाने का प्रस्ताव रखा है जो स्पष्ट करे कि यह केवल “पारम्परिक ऑर्गेनिक” खेती योजना नहीं है, न ही सामान्य जीएमओ है।

यदि ऑर्गेनिक कृषि यूरोपीय संघ में एक प्रोत्साहित कृषि उत्पादन प्रकार है, तो सभी प्रकार की ऑर्गेनिक उत्पादन (NGT+ सहित) को यूरोपीय संघ में ऑर्गेनिक लक्ष्यों की पहुँच का मूल्यांकन करते समय स्वीकार किया जाना चाहिए।

यह व्यापक ऑर्गेनिक खेती विधियों के प्रसार का मार्ग खोल सकता है, बिना उपज का बलिदान किए। विशेष रूप से क्योंकि ऑर्गेनिक लेबल केवल पौधे की किस्म ही नहीं, बल्कि कीटनाशक & हरबीसाइड उपयोग, जुताई और रोपण विधियों आदि को भी शामिल करता है।

जीन संपादन और कृषि लचीलापन पर अंतिम विचार

परिवर्तित जलवायु स्थितियां और बढ़ती खाद्य मांग दोनों ही एक बड़ा जोखिम और एक बड़ा अवसर हैं।

एक ओर, यह मानव पीड़ा और पारिस्थितिक क्षति को अत्यधिक बढ़ा सकता है। दूसरी ओर, यह वह प्रेरणा हो सकती है जो हमें बेहतर और अधिक सतत कृषि रूपों को बनाने के लिए प्रेरित करे।

यह संभवतः हमारी फसलों की आनुवंशिकी में कुछ संशोधनों के माध्यम से संभव होगा, जैसा कि कृषि की शुरुआत से ही होता आया है।

नई जीनोमिक तकनीकें अब पिछले दशकों में संचित जीनोमिक डेटा का उपयोग करके अधिक लचीले और उत्पादक पौधे बना सकती हैं।

इसी बीच, हमारे नियम और जीन अभियांत्रिकी की धारणा को भी विकसित होना चाहिए। पर्यावरण की रक्षा का अंतिम लक्ष्य उन पूर्वधारणाओं को पार करना होगा जो जीएमओ के बारे में तब बनायी गई थीं जब जीन अभियांत्रिकी अभी भी अपेक्षाकृत प्रारम्भिक थी।

यह नहीं कहा जा रहा कि हमारे बायोस्फीयर का अनियंत्रित संशोधन अराजकता में फेंका जाना चाहिए, बल्कि यह कि सभी उपलब्ध नए उपकरणों का उपयोग करते हुए एक अधिक खुला और सावधान दृष्टिकोण सबसे अच्छे परिणाम प्रदान कर सकता है, जबकि अधिकांश जोखिमों को कम कर सकता है।

प्लांट जीन इंजीनियरिंग नवप्रवर्तक

Corteva

Corteva खेती प्रौद्योगिकी में, विशेष रूप से रसायन और बीज में, एक वैश्विक नेता है। यह नई खेती प्रौद्योगिकी जैसे रोबोटिक्स में भी बहुत सक्रिय है।

2023 में $17.2 बिलियन शुद्ध बिक्री, 22,500 से अधिक कर्मचारी, और 10,000,000 से अधिक ग्राहक के साथ, यह कंपनी अपने क्षेत्र में सबसे बड़ी कंपनियों में से एक है, साथ ही अमेरिकी प्रतिस्पर्धियों Bayer और Syngenta के साथ।

समग्र रूप से, और शायद कम उपभोग और बढ़ती प्रतिस्पर्धा की गहरी प्रवृत्ति को दर्शाते हुए, रसायनों (कीटनाशक, हरबीसाइड आदि) की बिक्री 2024 में घट गई है, जबकि बीज बिक्री बढ़ी है।

स्रोत: Corteva

गहराई से देखें तो, Corteva का मुख्य बीज व्यवसाय मक्का और सोयाबीन में है, जो इस खंड में कंपनी की राजस्व का बड़ा हिस्सा बनाते हैं। विशेष रूप से, Corteva की “Enlist E3” सोयाबीन, जो 3 हरबीसाइड (2,4‑D कोलीन, ग्लाइफोसेट, और ग्लुफोसिनेट) के प्रति प्रतिरोधी है, 2019 में 5 % से नीचे से बढ़कर अमेरिकी बाजार का >65 % हिस्सा बन गई है।

फसल संरक्षण/रसायन में, बिक्री का आधे से अधिक हिस्सा हरबीसाइड के लिए था, बाकी मुख्यतः कीटनाशक और फफूंदनाशक थे।

Corteva ने अपना वर्तमान व्यवसाय पारम्परिक औद्योगिक खेती के आसपास बनाया है, जो अभी भी एक बहुत लाभदायक गतिविधि है जो वर्तमान R&D बजट को बनाए रखती है।

हालांकि, जैसा कि हमने यहाँ और पिछले “Future of farming” लेख में चर्चा की, नई संभावनाएं खुल रही हैं, जिसमें Corteva अग्रणी भूमिका निभा रहा है:

• जीन संपादन मौजूदा फसलों का, जिसमें CRISPR तकनीक का उपयोग शामिल है।
• एग्री‑टेक स्टार्ट‑अप्स के लिए एक नवाचार हब, Corteva Catalyst. “एक मशीन लर्निंग प्लेटफ़ॉर्म सेक्टर को मैप करने और Corteva की अनुसंधान प्राथमिकताओं के लिए प्रासंगिक तकनीकों की पहचान करने में सहायता कर रहा है।”
• बायोस्टिमुलेंट, बायोकंट्रोल, और अन्य प्राकृतिक‑उत्पत्ति उत्पाद जैसे कीटों के फेरोमोन जिनकी प्रदर्शनशीलता सिद्ध और पूर्वानुमेय है।
• नाइट्रोजन‑स्थिर करने वाले बैक्टीरिया (BlueN™ या Utrisha™ N) ताकि अतिरिक्त रासायनिक‑रहित उर्वरक बनाया जा सके।
• विटामिन A से बायो‑फोर्टिफ़ाइड अनाज जिससे गरीब देशों में पोषण में सुधार हो।
• वॉकिंग रोबोट पंक्तियों वाली फसलों के लिए।
• कृषि में AI के कार्यान्वयन के प्रयोग, फल तोड़ने से लेकर बीज उत्पादन के लिए सर्वश्रेष्ठ पौधों की पहचान तक।
• सॉफ़्टवेयर समाधान का पूर्ण सूट, भूमि इमेजरी डेटा से लेकर फ़ार्म मैनेजमेंट सॉफ़्टवेयर और कार्बन क्रेडिट मॉनिटरिंग व बिक्री तक।

Corteva सक्रिय रूप से भविष्य की बढ़ती मांग को देखते हुए हरे बायोफ्यूल और विशेष प्रोटीन पर भी काम कर रहा है, जिनका 2035 तक $10 बिलियन‑$30 बिलियन का संभावित बाजार है।

स्रोत: Corteva

इसलिए समग्र रूप से, जबकि Corteva “पुरानी” औद्योगिक खेती विधियों का दिग्गज है, यह स्पष्ट रूप से क्षेत्र में हो रहे परिवर्तनों से अवगत है और तेजी से बदलती कृषि प्रथाओं के अनुकूल एक समान रूप से बड़ा और सफल कंपनी बनने की दिशा में खुद को स्थापित कर रहा है।

नवीनतम Corteva (CTVA) स्टॉक समाचार और विकास

संदर्भित अध्ययन

<sup>1. Long Stephen P. (2025) फसलों को भविष्य‑प्रूफ करने की जरूरतें और अवसर तथा वायुमंडलीय परिवर्तन को कम करने के लिए फसल प्रणालियों का उपयोग। Phil. Trans. R. Soc. 29 मई 2025. http://doi.org/10.1098/rstb.2024.0229
2. Molitorisová, Alexandra, et al. (2025) ऑर्गेनिक उत्पादन में नई जीनोमिक तकनीकें: विज्ञान‑आधारित, प्रभावी, और स्वीकार्य यूरोपीय संघ नियमन के लिए विचार। Cell Reports Sustainability, 30 मई 2025. https://www.cell.com/cell-reports-sustainability/fulltext/S2949-7906(25)00101-6</sup>